ما هو الوزن الظاهري (المغمور)؟
عندما يُغمر جسم في سائل، يدفعه السائل إلى أعلى بقوة تُعرف بقوة الطفو. ونتيجة لذلك يبدو الجسم أخفّ من وزنه الحقيقي في الهواء. هذا الوزن المُخفَّض — أي القراءة التي يُظهرها الميزان لو عُلِّق الجسم داخل السائل — يُسمّى الوزن الظاهري أو الوزن المغمور. وهذه الأداة فيزيائية عامة تعمل مع أي مدخلات متّسقة بوحدات النظام الدولي (SI).
كيفية استخدام الحاسبة
أدخل كتلة الجسم بالكيلوغرام، وحجمه بالمتر المكعّب، وكثافة السائل المحيط بوحدة kg/m³، إضافة إلى تسارع الجاذبية المحلي (9.81 m/s² على سطح الأرض). تُعيد الحاسبة الوزن الظاهري بالنيوتن، مع عرض الوزن الحقيقي وقوة الطفو والكتلة الظاهرية المُكافئة التي سيُظهرها الميزان.
شرح المعادلة
المعادلة الأساسية هي $$W_{\text{الظاهري}} = m \cdot g - \rho \cdot V \cdot g$$ الحدّ الأول، \(m \cdot g\)، هو الوزن الحقيقي (تأثير الجاذبية على الكتلة). أما الحدّ الثاني، \(\rho \cdot V \cdot g\)، فهو قوة الطفو المستمدّة من مبدأ أرخميدس — وهي تساوي وزن السائل المُزاح، حيث \(\rho\) كثافة السائل و \(V\) الحجم المُزاح (المغمور). وبطرح قوة الطفو من الوزن الحقيقي نحصل على المحصّلة الصافية للقوة المتجهة إلى أسفل، وهي الوزن الظاهري.
مثال محلول
جسم صلب كتلته 10 كغ وحجمه 0.005 m³ مغمور بالكامل في الماء (\(\rho = 1000 \text{ kg/m}^3\))، مع \(g = 9.81 \text{ m/s}^2\). الوزن الحقيقي $$= 10 \times 9.81 = 98.1 \text{ نيوتن}$$ قوة الطفو $$= 1000 \times 0.005 \times 9.81 = 49.05 \text{ نيوتن}$$ إذن الوزن الظاهري $$= 98.1 - 49.05 = \mathbf{49.05 \text{ نيوتن}}$$ أي ما يعادل نحو 5 كغ على الميزان.
الأسئلة الشائعة
هل يمكن أن يكون الوزن الظاهري سالباً؟ نعم — إذا تجاوزت قوة الطفو الوزن الحقيقي، تصبح القيمة سالبة، ما يعني أن الجسم يطفو ويحتاج إلى قوة لإبقائه مغموراً تحت السطح.
أي حجم يجب أن أستخدم؟ استخدم الحجم المغمور من الجسم. وفي حالة الجسم الصلب المغمور بالكامل، يكون هذا الحجم مساوياً لحجمه الكلي.
هل تصلح الحاسبة لأي سائل؟ نعم. ما عليك سوى استخدام الكثافة الصحيحة للسائل (مثلاً ≈ 1000 kg/m³ للماء، و ≈ 1.2 kg/m³ للهواء، و ≈ 13534 kg/m³ للزئبق).
